Nafta je široko používaným palivom, ale pri jej spaľovaní sa do životného prostredia uvoľňujú karcinogénne a škodlivé zlúčeniny
Obrázok: Itaro
Čo je to nafta
Nafta je palivo používané v cestnej a námornej doprave cestujúcich a nákladu. V Brazílii je od roku 1976 zákonom zakázané používanie dieselových motorov v ľahkých vozidlách, ktoré sa v dnešnej krajine používajú iba v nákladných vozidlách, autobusoch a hnacích vozidlách s pohonom 4 × 4 (medzi ktoré patria stredne veľké dodávky, SUV a crossovery ).
Nafta je olej získavaný z ropy. Vo svojom zložení obsahuje atómy uhlíka, vodíka a v nižších koncentráciách síry, dusíka a kyslíka. Nafta je hustejšia (má väčší uhľovodíkový reťazec) a je menej prchavá ako iné zložky oleja, napríklad benzín, čo uľahčuje jeho oddelenie destiláciou.
V tomto krátkom videu pochopíte, ako sa nafta oddeľuje od nafty.
V procese spaľovania naftové motory emitujú plyny a pevné častice, ktoré znižujú kvalitu vzduchu. Tieto emisie klasifikovala Medzinárodná agentúra pre výskum rakoviny (Iarc) spojená s OSN ako karcinogénne pre ľudí. Agentúra dospela k záveru, že vysoké vystavenie emisiám nafty spôsobuje rakovinu pľúc.
Pretože má nafta väčší reťazec, má vyššiu výhrevnosť (pri spaľovaní vytvára viac tepla). Vďaka tomu sú vozidlá, ktoré používajú palivo, ekonomickejšie, to znamená, že spotrebujú menej paliva na jeden prejdený kilometer. To však nezaručuje, že bude menej znečisťovať ovzdušie.
V naftových motoroch sú vzduch a palivové zmesi menej homogénne ako v benzíne. Nafta je menej prchavé palivo a jeho motor má charakteristiku chodu samovznietením - obe vlastnosti ho sťažujú pri miešaní. To znamená, že v naftových motoroch musí byť na zaistenie úplného spaľovania v spaľovacej komore prebytočný vzduch. Ak tento prebytok neexistuje, v dôsledku neúplného spaľovania unikajú sadze, oxid uhoľnatý (CO) a uhľovodíky (HC) a tento motor znečisťuje životné prostredie sedemkrát viac ako benzín.
Vytvorené plyny
Emisie z naftových motorov pozostávajú z plynov, pár a pevných častíc. Medzi základné plyny a pary patrí oxid uhličitý, oxid uhoľnatý, oxidy dusíka, oxid dusičitý, oxidy síry a rôzne uhľovodíky - niektoré z nich sú prchavé organické zlúčeniny. Tieto látky znečisťujúce ovzdušie môžu stále navzájom interagovať alebo podliehať fotolýze a vytvárať znečisťujúce látky nazývané sekundárne, ako je napríklad ozón, peroxyacetylnitráty.
Podľa štúdie je viac ako 95% tuhých častíc pochádzajúcich z výfuku naftových motorov menších ako 1 kubický mikrometer (μm³ - miliónta časť kubického metra), čo uľahčuje ich vdýchnutie a prienik do pľúc. Elementárny uhlík (časticový materiál) generuje čierne sadze na fotografii nižšie.
Inhalovateľné tuhé častice a ozón sú nebezpečné látky, ktoré vo veľkých mestách po celom svete tvoria 40%, respektíve 80%, spaľovania nafty vo vozovom parku.
NOx je jednou zo zlúčenín emitovaných vo vyšších koncentráciách naftovými motormi. Tunelové štúdie ukazujú, že tieto motory produkujú päťkrát viac NOx ako benzínové vozidlá a že nákladné automobily sú zodpovedné za väčšinu emisií tuhých častíc.
Koncentrácia síry v nafte tiež vyvoláva obavy. Podľa štúdie, ak je koncentrácia síry v palive vysoká, budú tiež vysoké emisie znečisťujúcich plynov, najmä tých, ktoré obsahujú oxid siričitý (SO2) a oxid siričitý (SO3) a ktoré poškodzujú ľudské zdravie. Už pri styku s atmosférickou vlhkosťou vytvára SO2 kyselinu sírovú (H2SO4), ktorá významne prispieva k tvorbe kyslých dažďov, môže okysľovať pôdu a vodu a zhoršovať vývoj drobných rias a hmyzu.
Zdravotné riziká
SOx a NOx ovplyvňujú dýchací systém a spôsobujú krátkodobé astmatické záchvaty a podráždenie dýchacích ciest a dlhodobé kardiovaskulárne a respiračné choroby. CO znižuje transportnú kapacitu kyslíka v krvi a časticové materiály spôsobujú alergie na dýchacie cesty, rovnako ako transport ďalších znečisťujúcich látok, ako sú ťažké kovy a karcinogénne organické zlúčeniny.
V roku 2002 vydala Americká agentúra pre ochranu životného prostredia (EPA) správu, ktorá varovala pred rizikami dlhodobého vystavenia výparom nafty. Podľa správy môže dlhodobé vdychovanie týchto častíc, ako aj oxidov síry a dusíka, spôsobiť rakovinu u ľudí. V roku 2013 Iarc dospel k záveru, že emisie naftových motorov skutočne spôsobujú rakovinu pľúc a pravdepodobne aj rakovinu močového mechúra.
Podľa Paula Saldivu, výskumného pracovníka z Laboratória znečisťovania ovzdušia na Lekárskej fakulte Univerzity v São Paule (FM-USP), sú medzi škodlivinami najškodlivejšie časticové materiály. Podľa výskumníka sa tieto častice hromadia v pľúcnych alveolách, zhoršujú respiračné choroby a vstupujú do krvi, čo môže mať vplyv na ďalšie orgány. Napríklad v meste São Paulo sa odhaduje, že pri každom zvýšení koncentrácie inhalovateľného časticového materiálu vo vzduchu (dym, sadze atď.) O 10 mikrogramov na kubický meter (µg / m³) nastane nárast o 1,5 % pri hospitalizáciách pre ischemickú chorobu srdca u starších osôb a viac ako 4% pri pľúcnych ochoreniach u detí a starších osôb.
Kontrola emisií
Existuje niekoľko opatrení prijatých verejným sektorom, ktorých cieľom je znížiť emisie týchto znečisťujúcich látok do atmosféry. Z nich môžeme spomenúť Inšpekciu environmentálnych vozidiel a Program kontroly znečisťovania ovzdušia.
Environmentálna kontrola vozidla
Environmentálna inšpekcia vozidiel bola vytvorená s cieľom monitorovať emisie znečisťujúcich látok z automobilov. Počas inšpekcie sa vykonávajú testy výfukového systému na kontrolu hladín plynov, znečisťujúcich látok a hluku. Vykonanie kontroly je na štátoch a obciach.
Program kontroly znečistenia ovzdušia (Proconve)
V roku 1986 Národná rada pre životné prostredie (Conama) vytvorila Program kontroly znečisťovania ovzdušia pre motorové vozidlá (Proconve) s cieľom znižovať a regulovať kontamináciu ovzdušia mobilnými zdrojmi (motorovými vozidlami). Potom sa stanovili termíny, maximálne emisné limity a stanovili sa technologické požiadavky na domáce a dovezené vozidlá.
Technologický pokrok
Na minimalizáciu tvorby znečisťujúcich plynov automobilmi bolo vyvinutých niekoľko technológií. Spolupracujú na čistení paliva a na vývoji nízkoemisných motorov. Z tých súčasných si niektoré zaslúžia vyzdvihnutie:
Filtre a katalyzátory tuhých častíc
Tieto technológie sa objavili na úpravu a / alebo zadržiavanie výfukových plynov. Katalyzátor je zložený z dvoch chemických látok (paládium a molybdén), ktoré reagujú s plynmi a premieňajú ich na vodnú paru, oxid uhličitý a dusík (netoxické plyny). Existuje niekoľko druhov katalyzátorov. Filter pevných častíc má funkciu filtrácie niektorých plynov vznikajúcich pri spaľovaní v motore. Podľa zákona sú od roku 1983 povinné všetky vozidlá mať katalyzátor. Stále však existujú vozidlá na naftu (napríklad autobusy a nákladné vozidlá), ktoré jazdia bez dobrých katalyzátorov kvôli vysokému veku vozového parku.
Priame vstrekovanie
Táto technológia umožňuje vstrekovanie paliva priamo do spaľovacej komory. Zmes medzi vzduchom a palivom je teda menšia a čakacia doba v sacom potrubí je vynechaná. V tomto type motora sa palivo vstrekuje do najteplejšej časti spaľovacej komory s menším množstvom vzduchu. Spôsob, akým sa palivo rozptyľuje vo vnútri komory, umožňuje pravidelnejšie a úplnejšie spaľovanie.
Táto možnosť priameho vstrekovania pre dieselové motory sa vyskytla od 50. rokov minulého storočia. Predtým existovalo iba nepriame vstrekovanie, v ktorom bola predkomora spaľovania. Táto predkomora je navrhnutá tak, aby zabezpečila správny priebeh zmesi medzi palivom a stlačeným vzduchom.
Priame vstrekovanie zvyšuje výkon motora a znižuje spotrebu paliva. V naftovom motore však môže produkovať viac NOx ako vedľajší produkt reakcie. Niektoré automobilky sa snažia tento problém vyriešiť pomocou opatrení, ako je výroba konkrétnych katalyzátorov, recirkulácia výfukových plynov a ďalšie opatrenia, ktoré predražujú cenu motora.
V prípade podvodu spoločnosti Volkswagen - potvrdenie, že spoločnosť falšuje testy emisií znečisťujúcich plynov z naftových motorov - bol zverejnený, boli emisie oxidov dusíka 10 až 40-krát vyššie ako limit stanovený Environment (EPA) a prvých 11 miliónov potvrdených automobilov, ktoré mali podvodný softvér bežiaci na 2,0-litrovom turbodieselu s priamym vstrekovaním.
Nafta s nízkym obsahom síry
V roku 2012 si environmentálna legislatíva a Proconve 07 vynútili začatie procesu výroby a používania nafty s nízkym obsahom síry v jej zložení, nafty S10 a S50 - s 10 dielmi na milión (ppm) a 50 ppm síry v uvedenom poradí - v krajine. Za 20 rokov prešla nafta v Brazílii zo zloženia 13-tisíc ppm na súčasné 10 ppm. Toto spolu s technológiami motorov robí úrovne emisií podobné ako v Európe.
Nižšia koncentrácia síry v palive znižuje emisie oxidov síry a tiež pomáha znižovať emisie ďalších znečisťujúcich látok, ako sú NOx a pevné častice. Je to tak preto, lebo oxid sírový vytváraný pri spaľovaní môže v kombinácii s vodou vytvárať kyselinu sírovú. Táto kyselina koroduje kovové časti motora. Inými slovami, síra napáda komponenty motora, napríklad katalyzátor, a v dôsledku toho dochádza k strate účinnosti tohto zariadenia.
Iniciatíva na zníženie obsahu síry je veľmi dobrá, ale flotila musí byť obnovená (u starých motorov sa očakávaný efekt nedostaví) a ako už bolo spomenuté, musí sa vykonať inšpekcia. Zistite viac podrobností o nafte S10 a S50 v Brazílii.
